三轴式内齿行星齿轮减速器的动力特性分析

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内齿行星轮齿轮传动,相比较以前通用的渐开线少齿差传动,有一系列独特的优点,如:传动效率高;承载能力强;体积小;结构简单;传动比大。但其振动大,噪声高,至少需要三个内齿行星轮,必须满足一定的装配条件等。这些缺点,不是加工或结构参数选择造成的,而是这种传动原理本身所决定的。三轴式内齿行星齿轮减速器像传统的外齿轮行星齿轮传动那样,可以采用三个以下的行星轮,且单个行星轮上的啮合力在理论上恒定。本文就是在借鉴前人对三环减速机研究的工作基础上,对三轴式内齿行星齿轮减速器进行动力特性分析。以对其动力学本质有一定的了解,对其设计、制造有一定的借鉴作用。 三轴式内齿行星齿轮减速器属于过约束机构,要对其进行系统的动力学分析,必须考虑各个运动副变形。本文对这些运动副变形进行了系统的分析,建立了变形协调条件。 建立模型时,用集总参数法分别建立四根轴的弯曲运动方程和扭转运动方程;内齿板视为刚体,考虑其附加平面运动,建立刚体运动方程;将变形协调关系和齿轮啮合力公式代入运动方程,第一次建立了三轴式内齿行星齿轮减速器弯扭耦合动力学方程。在模型中,考虑了齿轮啮合刚度、啮合阻尼、支承轴承的刚度及行星轴承的刚度。 分析了阻尼系统特征值问题的求解方法及求解响应的复振型叠加法。 应用阻尼系统特征值问题的求解方法首次分析了三轴式内齿行星齿轮减速器的时变固有频率及设计参数对其动态特性的影响趋势,这些参数包括:输入轴、支承轴、输出轴支承轴承的刚度,输入轴、支承轴行星轴承的刚度,齿轮综合啮合刚度,轴间的距离。
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